T I E D O T T E I T A

Transkriptio

1 V T T T I E D O T T E I T A V T T T I E D O T T E I T A Margareta Wahlström, Jutta Laine-Ylijoki, Marko Walavaara & Pasi Vahanne Teollisuusjätteiden kaatopaikkakelpoisuus Kaatopaikka TEKNOLOGIAN KEHITTÄMISKESKUS YMPÄRISTÖGEOTEKNIIKKAOHJELMA VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS ESPOO 2001

2 VTT TIEDOTTEITA MEDDELANDEN RESEARCH NOTES 2086 Teollisuusjätteiden kaatopaikkakelpoisuus Margareta Wahlström, Jutta Laine-Ylijoki & Marko Walavaara VTT Kemiantekniikka Pasi Vahanne VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS ESPOO 2001

3 ISBN (nid.) ISSN (nid.) ISBN (URL: ISSN (URL: Copyright Valtion teknillinen tutkimuskeskus (VTT) 2001 JULKAISIJA UTGIVARE PUBLISHER Valtion teknillinen tutkimuskeskus (VTT), Vuorimiehentie 5, PL 2000, VTT puh. vaihde (09) 4561, faksi (09) Statens tekniska forskningscentral (VTT), Bergsmansvägen 5, PB 2000, VTT tel. växel (09) 4561, fax (09) Technical Research Centre of Finland (VTT), Vuorimiehentie 5, P.O.Box 2000, FIN VTT, Finland phone internat , fax VTT Kemiantekniikka, Prosessit ja Ympäristö, Biologinkuja 7, PL 1401, VTT puh. vaihde (09) 4561, faksi (09) VTT Kemiteknik, Processer och miljö, Biologgränden 7, PB 1401, VTT tel. växel (09) 4561, fax (09) VTT Chemical Technology, Process and Environmental, Biologinkuja 7, P.O.Box 1401, FIN VTT, Finland phone internat , fax VTTRakenne ja yhdyskuntatekniikka, Väylät ja ympäristö, Betonimiehenkuja 1, PL 19041, VTT puh. vaihde (09) 4561, faksi (09) VTTBygg och transport, Infrastruktur och miljö, Betongblandargränden 1, PB 19041, VTT tel. växel (09) 4561, fax (09) VTT Building and Transport, Infrastructure and Environment, Betonimiehenkuja 1, P.O.Box 19041, FIN VTT, Finland phone internat , fax Toimitus Kerttu Tirronen Otamedia Oy, Espoo 2001

4 Wahlström, Margareta, Laine-Ylijoki, Jutta, Walavaara, Marko & Vahanne, Pasi. Teollisuusjätteiden kaatopaikkakelpoisuus. [Landfill acceptability of industrial by-products]. Espoo 2001, Valtion teknillinen tutkimuskeskus, VTT Tiedotteita Meddelanden Research Notes s. + liitt. 19 s. Avainsanat Avainsanat residues, by-products, minerals, waste disposal, landfills, granular, materials, leaching, environmental effcts, assessment, quality requirements Tiivistelmä Tutkimuksen tavoitteena oli luoda selkeä ja toimiva menettelytapa maa- ja tierakenteissa hyötykäytettävien teollisuuden sivutuotteiden kaatopaikkakelpoisuuden arviointiin. Tiedotteessa annetaan ehdotus kelpoisuusmenettelystä, mihin kuuluu ehdotus tarkasteltavista parametreistä, soveltuvista tutkimusmenetelmistä sekä esimerkkejä kelpoisuusarviointiin soveltuvista kriteereistä. Tutkimuksen pääpaino oli pysyvän tai tavanomaisen jätteen kaatopaikalle sopivien jätteiden kelpoisuuden arvioinnissa. Tyypillisten sivutuotteiden ominaisuuksia tarkasteltiin, ja niiden kaatopaikkakelpoisuus arvioitiin erilaisten lähestymistapojen perusteella. Kun tässä vaiheessa odotetaan EU:n mahdollisia yhteisiä kaatopaikkakelpoisuuskriteerejä, ei voida esittää tulosten tulkinnassa yksiselitteisiä kelpoisuusarvoja, vaan lähinnä tapauskohtaiseen tarkasteluun soveltuvia lähestymistapoja ja vertailuarvoja. Jätteen kaatopaikkaluokka määräytyy jätteen laadun perusteella. Kaatopaikkarakenteisiin ja kaatopaikkavesien keräilyyn ja käsittelyyn voidaan kuitenkin tehdä lievennyksiä perustellusta syystä. Tiedotteessa on tarkasteltu myös niitä seikkoja, jotka on huomioitava tapauskohtaisesti, kun halutaan selvittää kaatopaikalle asetettujen vaatimusten mahdollisia lievennyksiä. Tutkimus oli osa laajempaa tutkimuskokonaisuutta, jonka päätavoitteena oli laatia opas teollisuuden sivutuotteiden ympäristökelpoisuuden ja teknisen toimivuuden osoittamiseksi lupa- ja tuotteistamismenettelyssä. Kaatopaikkakelpoisuusarviointia tarvitaan, kun sivutuotteita ei voida esimerkiksi laatuvaihtelujen tai rajoitetun käyttötarpeen takia hyödyntää maarakenteissa. 3

5 Wahlström, Margareta, Laine-Ylijoki, Jutta, Walavaara, Marko & Vahanne, Pasi. Teollisuusjätteiden kaatopaikkakelpoisuus. [Landfill acceptability of industrial by-products]. Espoo 2001, Technical Research Centre of Finland, VTT Tiedotteita Meddelanden Research Notes p. + app. 19 p. Keywords residues, by-products, minerals, waste disposal, landfills, granular, materials, leaching, environmental effcts, assessment, quality requirements Abstract The aim of this project was to develop a clear and practical procedure for assessing the acceptance of landfilling of industrial by-products normally utilized in earthworks. Recommendations about the landfill acceptability of mineral by-products, such as parameters to be investigated and investigation methods suitable for these investigations, are presented. Some examples of criteria applicable for assessment of the landfill acceptability of typical industrial by-products are also given. Typical characteristics of by-products were studied and their acceptance for landfilling, especially on landfills for inert wastes or non-hazardous waste, was evaluated using different approaches. At this point, until a uniform waste classification and acceptance procedure has been adopted, it is not possible to give definitive acceptance criteria for the interpretation of the test results. The evaluation is made case-specifically using suitable comparisons and reference values. Each different class of landfill (hazardous, non-hazardous or inert) has different requirements for its construction and collection and treatment of leachate. These requirements can be reduced by the decision of the authorities on the basis of an assessment of the environmental risks for the particular case. The site-specific aspects to be considered in these cases are listed in this report. This study was part of a larger research entity aimed at developing a guide for the assessment of the environmental and technical suitability of by-products in the permission and product qualification process. Waste acceptance procedures are needed when by-products cannot be used in earthworks, for example, because of quality variations or limited demand. 4

6 Alkusanat Tutkimus "Teollisuusjätteiden kaatopaikkakelpoisuus" kuului osana Tekesin ympäristögeotekniikkaohjelman tutkimuskokonaisuuteen "Sivutuotteet maa- ja tierakenteissa käyttökelpoisuuden osoittaminen". Projektin tavoitteena oli laatia suositus tie- ja maarakenteissa käytettävien teollisuuden sivutuotteiden kaatopaikkakelpoisuuden arvioimiseksi erityisesti pysyvän ja tavanomaisen jätteen kaatopaikalle. Tutkimusta rahoittivat Tekesin lisäksi Helsingin Energia, Paroc Oy Ab, VTT Kemiantekniikka ja VTT Yhdyskuntatekniikka. Tutkimuksen ohjausryhmään kuuluivat seuraavat henkilöt: Ari Seppänen, Ympäristöministeriö, puheenjohtaja Pia Rantanen, Paroc Oy Ab Ilkka Toivokoski, Helsingin Energia Kati Vaajasaari, Pirkanmaan ympäristökeskus Sauli Viitasaari, Ympäristöministeriö Esa Mäkelä, VTT Kemiantekniikka Margareta Wahlström, VTT Kemiantekniikka, sihteeri Hankkeen johtoryhmänä toimi lisäksi projektin "Sivutuotteet maa- ja tierakenteissa käyttökelpoisuuden osoittaminen" johtoryhmä, johon kuuluivat seuraavat henkilöt: Aarno Valkeisenmäki, Tielaitos, puheenjohtaja Matts Finnlund, Uudenmaan ympäristökeskus Osmo Koskisto, Tekes Kauko Kujala, Oulun Yliopisto, Geotekniikan laboratorio Mikko Leppänen, Viatek-yhtiöt Ari Seppänen, Ympäristöministeriö Esa Mäkelä, VTT Kemiantekniikka, sihteeri. Projektipäällikkönä toimi erikoistutkija Margareta Wahlström VTT Kemiantekniikasta. Tutkimusryhmässä työskentelivät tutkijat Jutta Laine-Ylijoki ja Marko Walavaara VTT Kemiantekniikasta ja erikoistutkija Pasi Vahanne VTT Yhdyskuntatekniikasta. 5

7 Sisällysluettelo Tiivistelmä... 3 Abstract... 4 Alkusanat JOHDANTO TAVOITTEET TYÖN RAJAUS NYKYINEN TILANNE KAATOPAIKKASÄÄNNÖKSET JA CEN-STANDARDOINTI VALTIONEUVOSTON PÄÄTÖS KAATOPAIKOISTA Kaatopaikkakelpoisuuden arviointi Kaatopaikkaluokat ja niiden rakennevaatimukset EU:N KAATOPAIKKADIREKTIIVI CEN-STANDARDOINTI TUTKIMUSVAIHEET JA -MENETELMÄT TARVITTAVAT TAUSTATIEDOT Jätteen muodostuminen Jätteen sisältämät haitta-aineet Jätteen laatuvaihtelut Jätteen haitallisuus NÄYTTEENOTTO Yleistä Näytteenottotavat Esimerkkejä NÄYTTEIDEN ESIKÄSITTELY TUTKIMUSMENETELMÄT Kelpoisuustutkimuksen kolmijako Soveltuvat tutkimusmenetelmät Tutkimusmenetelmien laajuus TULOSTEN RAPORTOINTI ARVIOINTITAPA TESTAUSLABORATORION PÄTEVYYSVAATIMUKSET PERIAATTEET SIVUTUOTTEIDEN KAATOPAIKKAKELPOISUUDEN ARVIOIMISEKSI SIVUTUOTTEIDEN MAHDOLLISET RISKITEKIJÄT

8 4.1.1 Tyypilliset haittatekijät Haitta-aineiden tunnistaminen KELPOISUUDEN ARVIOINTI Yleistä Skenaarioiden tarkastelu Aikaisempi käytäntö pienjätteiden kaatopaikkakelpoisuuden arvioinnissa Hyötykäytön kelpoisuuskriteerien soveltuminen pysyvälle jätteelle Vertailu luokiteltujen materiaalien päästöihin Betonimurske Luonnonmateriaalit Lentotuhka Esimerkkejä mallitapauksille soveltuvista kelpoisuuskriteereistä Kelpoisuuden arviointi skenaariotarkastelun tuloksista Sijoituskelpoisuuden arviointi kiinteytetystä materiaalista Vertailut muissa maissa esitettyihin kriteereihin KELPOISUUDEN ARVIOINTI TIETYLLE KAATOPAIKALLE MENETTELYTAPASUOSITUKSET JÄTTEEN KAATOPAIKKAKELPOISUUSARVIOINNIN ERI VAIHEET JÄTTEIDEN LUOKITTELUSSA HUOMIOITAVIA SEIKKOJA Maarakentamisessa vapaasti hyötykäytettävät sivutuotteet Tietyillä rajoituksilla maarakentamisessa hyötykäytettävät sivutuotteet Kiinteytetyt materiaalit KAATOPAIKKARAKENTEITA KOSKEVAT POIKKEUKSET YHTEENVETO LÄHDELUETTELO LIITTEET A. CEN/TC 292 Characterization of waste B. Saastuneiden maiden ohjearvot eri maissa C. Hollantilaiset hyötykäyttökelpoisuuskriteerit D. Kaatopaikkakelpoisuuskriteerit Saksassa, Itävallassa ja Hollannissa E. Kaatopaikkarakenteille asetettujen vaatimusten lieventämismahdollisuuksien selvittäminen 7

9 8

10 1. Johdanto 1.1 TAVOITTEET Projektin tavoitteena on laatia suositus mineraalisten teollisuuden sivutuotteiden kaatopaikkakelpoisuuden arvioimiseksi erityisesti pysyvän ja tavanomaisen jätteen kaatopaikoille. Tutkimus koskee teollisuuden mineraalisia sivutuotteita, joita esimerkiksi laatuvaihtelujen tai rajoitetun käyttötarpeen takia ei voida hyödyntää maarakentamisessa. Raportissa annetaan ehdotus kelpoisuusmenettelystä, mikä sisältää ehdotukset tarkasteltavista parametreistä, soveltuvista tutkimusmenetelmistä sekä suositukset arviointimenetelmistä muutamille jätteille. Lisäksi esitetään esimerkkejä muutamien tyypillisten sivutuotteiden kaatopaikkakelpoisuuden arviointiperusteista. Erityisesti energian tuotannossa syntyvää lentotuhkaa, rikinpoistotuotetta tai kuonaa saatetaan nykyisin sijoittaa kaatopaikalle, jonka rakenne ei vastaa täysin tavanomaisen jätteen kaatopaikalle esitettyjä vaatimuksia. Muita esimerkkejä epäselvistä kaatopaikkaluokittelutapauksista ovat lisäksi lievästi saastuneiden, jo käsiteltyjen maiden esimerkiksi kiinteytettyjen maamassojen loppusijoituskelpoisuuden arvioinnit. Arvioinnin taustaselvitysten laajuus ja mahdolliset arviointitavat ovat vielä tällä hetkellä epäselviä. Hanke kuului osana Tekesin ympäristögeotekniikkaohjelman tutkimuskokonaisuuteen "Sivutuotteet maa- ja tierakenteissa käyttökelpoisuuden osoittaminen". 1.2 TYÖN RAJAUS Tässä tarkastellaan mineraalisten, yleensä maarakentamiseen soveltuvien sivutuotteiden kaatopaikkakelpoisuutta. Maarakentamiseen soveltuvat hyötymateriaalit ovat yleensä teollisuuden sivutuotteita sekä energiantuotannossa syntyviä tuhkia ja kuonia. Tärkeimmät maarakenteissa jo yleisesti käytettävät sivutuotteet ja niiden määrät on esitetty taulukoissa (ks. kohta 4.1, taulukot 8 ja 9). Työssä tarkastellaan sekä rakeisia että kiinteytettyjä materiaaleja. Tämän työn tuloksia ei voida käyttää selvästi haitallisiksi luokiteltujen materiaalien kelpoisuuden arvioinnissa. Työssä ei tarkastella myöskään sivutuotteiden kelpoisuutta kaatopaikan eristemateriaalina, esim. pintaeristeenä. Tässä Tiedotteessa esitetyt periaatteet perustuvat VTT:ssä saavutettuun kokemukseen ja näkemykseen, joita voidaan käyttää tällä hetkellä perusteena soveltuvuuden arvioinnissa. EU:ssa laaditaan myöhemmin kaatopaikkakelpoisuuskriteerejä, joita tulee 9

11 noudattaa myös Suomessa. Suomessa voidaan kuitenkin noudattaa tarpeen mukaan tarkempia ja tiukempia kriteereitä. 1.3 NYKYINEN TILANNE Suomessa on astunut voimaan Valtioneuvosten päätös kaatopaikoista (VNp 861/97). Siinä on esitetty yleiset periaatteet kaatopaikkakelpoisuuden arvioimiseksi. EU:n kaatopaikkadirektiivi hyväksyttiin keväällä Myöhemmin esitetään EU:n kaatopaikkadirektiivin soveltamisessa käytettävät kelpoisuuskriteerit. Suomen viranomaiset eivät anna yleisiä kelpoisuuskriteerejä ennen kuin EU:n yhteiset linjaukset ja mahdolliset kriteerit ovat tiedossa. Kelpoisuusarviointiin liittyy myös meneillä oleva standardointityö. Parhaillaan keskustellaan standardijärjestön CEN (CEN = Comité Européen de Normalisation) jätealan standardointielimissä jätteistä arvioitavista ominaisuuksista. Sen perusteella CEN:ssä kehitetään ja selvitetään testaukseen soveltuvat menetelmät. Suomessa kehitetään kelpoisuuskriteerejä sivutuotteiden ympäristökelpoisuuden arviointiin. Suomen ympäristökeskuksen Tekes-projektissa Teollisuusjätteiden ulkoisen hyödyntämisen kriteerit (Sorvari 2000) on selvitetty hyväksyttävän riskitason määrittelyperusteita. Projekti kuului osaprojektina VTT:n koordinoimaan Tekesprojektiin Sivutuotteet maarakenteissa käyttökelpoisuuden osoittaminen (Esa Mäkelä), jossa pyrittiin luomaan selkeät kriteerit sivutuotteiden käytölle. VTT, joka on jäteasetuksessa mainittu asiantuntijalaitos, on 1970-luvun loppupuolelta asti antanut yksittäisiä lausuntoja teollisuusjätteiden kaatopaikkakelpoisuudesta. VTT:n soveltamat periaatteet ovat vuosien aikana tarkentuneet. Tällä hetkellä sovellettavat periaatteet on esitetty luvussa 4. VTT osallistuu aktiivisesti jätetestausten standardointityöhön ja on mukana useissa pohjoismaisissa tutkimushankkeissa, joissa arvioidaan eri testausmenetelmien soveltuvuuksia. Lisäksi VTT on mukana EU-projektissa Development of leaching test for organic pollutants, jossa haetaan tutkimusmenetelmiä tiettyjen orgaanisten aineiden liukoisuustestaukseen. Pirkanmaan ympäristökeskus (ent. Hämeen ympäristökeskus) tutki vuosina epäorgaanisia haitta-aineita sisältävien teollisuusjätteiden kaatopaikkakelpoisuutta. Työn tuloksia julkaistiin kahdessa tutkimusraportissa (Vaajasaari et al. 1997, Vaajasaari et al. 1998). Pirkanmaan ympäristökeskuksessa on lisäksi tehty jatkotutkimus, jossa arvioitiin orgaanisia haitta-aineita sisältävien jätteiden kaatopaikkakelpoisuutta käyttäen liukoisuus- ja myrkyllisyystestimenetelmiä (Vaajasaari et al. 2000). 10

12 Työn alussa selvitettiin myös alueellisilta ympäristökeskuksilta sivutuotteiden mahdollisesta jäteluokittelusta ja massasijoituksen rakenteista tehdyt päätökset. Päätöksiä on tehty vielä melko vähän (alle 20). Alueellisten ympäristökeskusten antamien sivutuotteiden loppusijoitusta koskevien päätösten (v ) perusteella ympäristökeskusten linja päätösten perusteluissa ei ole yhtenäinen. Vertailua vaikeuttaa tosin sivutuotteiden laadun erilaisuus eri kohteissa. Päätöksenteon perusteeksi tarvittavien lähtötietojen puutteellisuus on silmiinpistävintä vanhoissa päätöksissä. Geologisesta ympäristöstä esim. maaperän laadusta ja pohjaveden pinnan tasosta ei ole läheskään aina esitetty tutkimustuloksia. Myöskään ympäristön tilaa ei aina ole tarkkailtu lähtötilanteen selvittämiseksi. Myös lupaehdoissa esitettyjen vaatimusten taso vaihtelee. Tosin tässäkin vaihtelua aiheutuu luonnollisesti sivutuotteiden ja sijoituspaikkojen erilaisuuden vuoksi. Osassa hakemuksista on ollut riittämättömästi lähtötietoa sivutuotteiden laadusta. Tällöin lupaehdoissa on jätetty kaatopaikkaluokan määrittely avoimeksi, kunnes tarpeelliset lisäselvitykset on tehty. Mikäli kaatopaikkamääräyksistä on lupaehdoissa poikettu, perusteluina on käytetty mm. alueen sijaintia, sivutuotteen pientä vedenläpäisevyyttä ja kaatopaikan toimimista vain yhden jätelajin läjitysalueena. Suomessa muodostuvat jätteet poikkeavat Keski-Euroopassa muodostuvista jätteistä. Esimerkiksi orgaanisten aineiden osuus jätteissä on Suomessa huomattavasti suurempi, sillä Euroopassa merkittävä osa jätteistä poltetaan. Erityisesti jätteenpolttolaitosten kuonien ja tuhkien ympäristökelpoisuudesta on Euroopassa tehty runsaasti tutkimuksia. Suomessa ongelmana on usein pienten jätevirtojen kaatopaikkakelpoisuuden arviointi. Parhaillaan Suomessa selvitetään mahdollisuuksia rinnakkaispolttoon, jossa esimerkiksi lajiteltuja jätemateriaaleja käytetään energiantuotannon lisäpolttoaineena. Muodostuvan tuhkan ja kuonan laadusta ja hyöty- tai sijoituskelpoisuudesta on vielä suppeasti tietoja, mutta tutkimukset ovat meneillään. 11

13 2. KAATOPAIKKASÄÄNNÖKSET JA CEN- STANDARDOINTI 2.1 VALTIONEUVOSTON PÄÄTÖS KAATOPAIKOISTA Valtioneuvoston päätös kaatopaikoista on annettu vuonna 1997 (VNp 861/97). Päätös perustui silloiseen luonnokseen Euroopan unionin kaatopaikkadirektiivistä. Huhtikuun 26. päivänä vuonna 1999 Euroopan unionin neuvosto antoi kaatopaikoista direktiivin (99/31/EY), joka pohjautuu mainittuun luonnokseen. Edellistä valioneuvoston päätöstä on muutettu direktiivin pohjalta. Uusi valtioneuvoston päätös (VNp 1049/99) tulee voimaan (osaksi ) Kaatopaikkakelpoisuuden arviointi Suomessa kaatopaikat on jaettu valtioneuvoston päätöksessä kaatopaikoista kolmeen ryhmään: pysyvän jätteen kaatopaikka, tavanomaisen jätteen kaatopaikka sekä ongelmajätteen kaatopaikka. Kaatopaikalle saa sijoittaa vain luokituksen mukaisia jätteitä. Valtioneuvosten päätöksen (861/97/muutos 1049/99) liitteessä 2 on esitetty kaatopaikkakelpoisuuden arvioinnin yleiset periaatteet. Arvioitaessa jätteen kelpoisuutta tietyn kaatopaikkaluokan kaatopaikalle on huomioitava sekä sijoitusympäristön olosuhteet että jätteen ominaisuudet. Liitettä 2 muutetaan mahdollisesti myöhemmin, kun EU:ssa laaditaan yhtenäiset kelpoisuuskriteerit. Valtioneuvoston päätöksen liitteen 2 mukaan kaatopaikkakelpoisuus arvioidaan seuraavien ominaisuuksien perusteella: jätteen koostumus jätteen orgaanisen aineksen määrä ja hajoavuus jätteen haitallisten aineiden määrä ja niiden liukoisuus jätteen ja jätteestä muodostuvan kaatopaikkaveden ekotoksikologiset ominaisuudet. Valtioneuvoston päätökseen kaatopaikoista on esitetty kelpoisuustutkimuksen kolmijakovaiheet. Vaiheet ovat seuraavat: perusmäärittely tai karakterisointi (kaatopaikkakelpoisuustesti); lyhyt- ja pitkäaikainen suotautumiskäyttäytyminen tai jätteen ominaisuuksien tai molempien perusteellinen määrittely laadunvalvontatesti; säännöllisin väliajoin tehtävät tarkastukset jätteen ominaisuuksissa mahdollisesti tapahtuvien muutosten havaitsemiseksi 12

14 tarkastus sijoituspaikalla; nopeat tarkastukset, joiden avulla varmistetaan jätteen vastaavan kaatopaikkakelpoisuustestissä ollutta jätettä. Mineraaliset sivutuotteet ovat yleensä sijoituskelpoisia pysyvän tai tavanomaisen jätteen kaatopaikalle. Erityisesti pysyvän jätteen kaatopaikalle sijoitettavien jätteiden ominaisuuksista tarvitaan perusteelliset tiedot. Pysyvällä jätteellä tarkoitetaan jätettä, joka ei liukene, pala, hajoa biologisesti tai reagoi muiden aineiden kanssa aiheuttaen vaaraa terveydelle tai ympäristölle ja jossa ei pitkänkään ajan kuluessa tapahdu olennaisia muita fysikaalisia, kemiallisia tai biologisia muutoksia ja jonka sisältämien haitallisten aineiden kokonaishuuhtoutuminen ja -pitoisuus samoin kuin kaatopaikkaveden myrkyllisyys ympäristölle ovat merkityksettömiä. Pysyvän jätteen ominaisuuksien tulisi olla ns. luonnonmateriaalien kaltaisia. Tällä hetkellä Suomessa on luokiteltu pysyväksi jätteeksi vain muutamia massatyyppejä (ks. taulukko 1). Suomessa ei ole virallisia kriteerejä jätteiden luokitukselle. Taulukkoon 1 on koottu muutamia esimerkkejä Suomessa, Tanskassa ja Itävallassa eri jäteluokkiin luokitetuista materiaaleista (Anon. 1996, Anon. 1997). Taulukko 1. Esimerkkejä Suomessa, Tanskassa ja Itävallassa eri jäteryhmiin luokitelluista materiaaleista. Suomi Tanska Itävalta Pysyvä jäte Mahdollisesti pysyvä jäte Puhdas maa- ja kiviaines (kivijäte, maajäte, hiekka ja muuta mineraalimaan jakeet, kiviperäiset pölyt) Pysyvä jäte, jossa orgaanisten aineiden osuus alle 2 % Mineralogiset jätteet, joissa orgaanisten aineiden osuus alle 5 % Sekajätteet, joissa orgaanisten osuus alle 20 % ja joissa haitta-aineiden liukoisuus pieni Vuorivilla Asbesti Kipsi Elektroniikkaromu ym. suuren mittakaavan lajittelusta Puhdas lasi Uuninpurkujäte Posliini Kuona Lajitteluissa muodostuneet rakennusjätteet Puhdas betoni Keraamiset Lasi Lentotuhka Puhdistuslaitosten jätteet hiekkanäytteet Puhdas lasikuitu Katalyytit Betoni Poistetut tierakenteet Keernahiekat Lämpökäsitelty Valimohiekat mineraalivilla Hiekkapuhallus Tiili Metalleista hiekka likaantuneet maat Hiekanerotuksen jätteet Raudoitettu betoni Mineraaliset rakennusjätteet Betoni Tiili Posliini Laastit Sora ja hiekka Bitumi Lasi Klinkkeri Sementti 13

15 Kaatopaikkakelpoisuuden arvioinnissa on tärkeätä selvittää esim. jätteen muodostumistavan perusteella mahdollisia haitta-tekijöitä sekä arvioida eri ominaisuuksien pysyvyyttä ympäristöolosuhteiden muuttuessa. Ympäristökelpoisuustutkimusten pääpaino on ollut pitkään metallien liukoisuusominaisuuksien määrittelyssä. Erityisesti pysyvän ja ongelmajätteen sijoituskelpoisuuden arviointia varten tarvitaan yleensä myös muita tietoja esim. pysyvästä jätteestä materiaalin pysyvyystietoja ja ongelmajätteestä haitta-aineiden stabiilisuustietoja varsinkin jos jätettä on käsitelty ennen sijoitusta. Ekotoksikologisten ominaisuuksien testausmenetelmien standardointi on vasta alkamassa. Tällä hetkellä vaikuttaa siltä, että menee vielä useita vuosia ennen kuin luotettavia menetelmiä ja niiden tulkintaohjeita on saatavissa Kaatopaikkaluokat ja niiden rakennevaatimukset Maaperän ja vesien suojelemiseksi on asetettu eri kaatopaikkaluokille yleisiä vaatimuksia mm. pohja- ja pintarakenteista. Kuvissa 1 ja 2 on annettu esimerkit tavanomaisen jätteen kaatopaikan pinta- ja pohjarakenteista. Taulukkoon 2 on koottu vaatimukset kaatopaikkojen pohjarakenteille ja taulukkoon 3 vaatimukset pintarakenteille. Taulukko 2. Kaatopaikkojen pohjarakenteiden vaatimukset. Kaatopaikka-luokka K (m/s) (maaperä) Paksuus (m) (maakerros) Paksuus (m) (tiivistyskerros) Keinotekoinen eriste + kuivatuskerros (paksuus 0,5 m) Pysyvä jäte 1,0 x 10-7 > 1 0,5 Määrätään tapauskohtaisesti Tavanomainen jäte 1,0 x 10-9 > 1 0,5 Vaaditaan Ongelmajäte 1,0 x 10-9 > 5 1,0 Vaaditaan Taulukko 3. Kaatopaikkojen pintarakenteiden vaatimukset. Kerros Tavanomaisen jätteen kaatopaikka Pintakerros 1 m Vaaditaan Vaaditaan Kuivatuskerros 0.5 m Vaaditaan Vaaditaan Tiivistyskerros 0.5 m Vaaditaan Vaaditaan Keinotekoinen eriste Ei vaadita Vaaditaan Ongelmajätteen kaatopaikka Kaasunkeräyskerros Vaaditaan Tarpeen mukaan 14

16 Kuva 1. Esimerkki kaatopaikan pohjan rakennekerroksista (tavanomaisen jätteen kaatopaikka). Kuva 2. Esimerkki kaatopaikan pinnan rakennekerroksista (tavanomaisen jätteen kaatopaikka). 15

17 Valtioneuvoston päätöksen mukaan kaatopaikkojen pohjarakenteisiin rakennetaan erillinen tiivistyskerros (koostuu sekä rakennetusta tiivistyskerroksesta että keinotekoisesta eristeestä), mikäli maaperän tiiviys ei vastaa luonnostaan taulukon 2 vaatimuksia vedenläpäisevyydestä ja paksuudesta. Pysyvän jätteen kaatopaikoille määrätään keinotekoisen eristeen ja kuivatuskerroksen vaatimukset aina tapauskohtaisesti. Edellä esitetyllä yhdistelmärakenteella (rakennettu tiivistyskerros ja keinotekoinen eriste) päästään jopa useita satoja kertoja parempaan tiiviyteen kuin pelkkää rakennettua tiivistyskerrosta tai keinotekoista eristettä käytettäessä. Kaatopaikan pintakerrosten rakennejärjestystä voidaan muuttaa perustellusta syystä. Lisäksi taulukoissa 2 ja 3 esitetyistä kaatopaikkojen pohja- ja pintarakenteista voidaan valtioneuvoston päätöksen mukaan poiketa perustellusta syystä; lupaviranomainen voi lieventää vaatimuksia, mikäli voidaan osoittaa, että kaatopaikasta ja jätteiden sijoittamisesta ei aiheudu pitkänkään ajan kuluessa vaaraa tai haittaa terveydelle tai ympäristölle eikä maaperän saastuttamiskiellon rikkomista. Lievempiä vaatimuksia voidaan soveltaa esimerkiksi yhden jätelajin sijoituspaikoille, joilla on estetty mahdolliset päästöt ympäristöön, ja jos sijoituskohde sijaitsee alueella, jolla epäpuhtauksien mahdollinen joutuminen suoto- ja pohjavesiin ei nosta riskitasoa. Taulukoissa 2 ja 3 esitetyt tekniset vaatimukset ovat siten vähimmäisvaatimuksia, joista voidaan poiketa, jos voidaan osoittaa muunlaisen rakenneratkaisun käyttämisen johtavan enintään samansuuruiseen ympäristön kuormittamiseen kuin mainitut vähimmäisvaatimukset täyttävät rakenteet. Pohjaeristyksen päätehtäviä ovat suotovesien keräilyn tehostaminen ja haitta-aineiden ympäristöön kulkeutumisen estäminen. Pohjaeristys pitää suunnitella ja rakentaa siten, että rakenteiden toimivuus täyttää vaatimukset koko suunnitellun ajan, mukaan lukien kaatopaikan jälkihoitoaika. Siten kaatopaikan pohjan tulee olla kemiallisesti ja fysikaalisesti riittävän kestävä. Alusrakenteelta eli pohjamaalta edellytetään riittävää kantavuutta pienen vedenläpäisevyyden lisäksi. Riittävä kantavuus on tärkeää sekä kaatopaikkatäytön vakavuuden ja painumien estämisen kannalta että tiivistyskerroksen rakentamisen mahdollistamiseksi. Mineraalisen tiivistyskerroksen toiminnallisena tavoitteena on haitta-aineiden suotautumisen ja diffuusion minimointi. Eräissä tapauksissa tiivistyskerros saattaa myös pidättää haitta-aineita esimerkiksi ioninvaihtomekanismin avulla. Mineraaliset tiivistysrakenteet voidaan rakentaa esimerkiksi savesta, hienoainespitoisesta (savi, siltti) moreenista, bentoniittisavella parannetusta maa-aineksesta tai teollisuuden sivutuotteesta. Viimeksi mainittuja materiaaleja käytettäessä on erityistä huomiota kiinnitettävä asetettujen toiminnallisten ja ympäristöllisten vaatimusten täyttymiseen. Kaikkien mineraalisten eristemateriaalien käytössä on kiinnitettävä huomiota erityisesti läpäisemättömyyden saavuttamiseen, rakennettavuuteen, käsiteltävyyteen, halkeiluris- 16

18 keihin, mahdolliseen rakenteen paisumiseen ja kutistumiseen, materiaalin kemialliseen kestävyyteen ja käyttäytymiseen suotoveden suhteen sekä eroosio- ja routakestävyyteen. Keinotekoisen eristeen tarkoituksena on täydentää mineraalista tiivistyskerrosta suotovesien keräilyn tehostamiseksi ja haitta-aineiden pidättämiseksi. Esimerkiksi orgaaniset haitta-aineet eivät pidäty kovinkaan hyvin mineraaliseen tiivistyskerrokseen, joten keinotekoisen eristeen vaikutus on olennainen. Kuivatuskerroksen (salaojakerroksen) tarkoituksena on kerätä ja poistaa jätetäytöstä kertyvät suotovedet ja vähentää siten tiivistysrakenteen päälle muodostuvaa vesipainetta. Kuivatuskerros rakennetaan salaojasorasta tai -murskeesta, joka on hyvin vettäjohtavaa. Materiaalille asetetaan vaatimuksia kemiallisesta ja mekaanisesta kuormituskestävyydestä sekä hydraulisten ominaisuuksien pysyvyydestä. Edellä kuvattujen rakenteiden lisäksi pohjarakenteiden toimivuudelle ovat olennaisia myös keinotekoisen eristeen yläpuolinen suojarakenne ja salaojakerroksen yläpuolinen suodatinkerros. Pintaeristyksen tehtävänä on estää sade- ja pintavaluntavesien imeytyminen jätetäyttöön ja siten vähentää osaltaan likaantuneiden suotovesien muodostumista ja haitta-aineiden kulkeutumista ympäristöön. Tiiviillä pintarakenteella tehostetaan myös kaasujen talteenottoa. Pintaeristys pitää suunnitella huomioiden vesi- ja tuulieroosio, routa, biologiset tekijät, kuten juurien tunkeutuminen rakenteeseen, ja mahdolliset onnettomuustilanteet. Pintaeristyksen pitää olla läpäisemätön ja kestävä sekä mekaanisesti että kemiallisesti. Erityistä huomiota on kiinnitettävä pintaeristyksen ominaisuuksien säilymiseen kaatopaikan pinnan painumisessa. Kaasunkeräyskerros tehdään karkearakeisesta lajittuneesta aineksesta (esim. sorasta) tai geosynteettisestä kerroksesta. Toiminnallisista vaatimuksista ovat tärkeimmät kaasunkeräyskyky, kemiallinen vastustuskyky ja suotovirtausten kestävyys. Minimipaksuutena pidetään yleensä 0,3 metriä. Keinotekoisen eristeen tarkoituksena on estää sadeveden imeytyminen jätetäyttöön. Lisäksi sillä tehostetaan kaasujen keräystä. Keinotekoiselle eristeelle asetettavat vaatimukset kohdistuvat lähinnä eristeen painumien kestokykyyn. Lisäksi sillä tulee olla riittävä kemiallinen kestävyys. Mineraalisen tiivistyskerroksen avulla vähennetään sadevesien imeytymistä jätetäyttöön. Eristeeltä vaaditaan samoja ominaisuuksia kuin kaatopaikan pohjaeristeenä käytettävältä mineraalieristeeltä. Lisäksi on huomioitava jätetäytön painuminen ja eristeen kuivuminen (halkeiluriski). Eristeenä voidaan käyttää samoja materiaaleja kuin pohjaeristeenäkin, mikäli tekniset ja ympäristölliset vaatimukset täyttyvät. 17

19 Valtioneuvoston päätöksessä ei esitetä vaatimusta pintaeristeen vedenläpäisevyydelle. Ainoastaan vaadittava minimieristepaksuus on annettu (0,5 m). Suomen ympäristökeskuksen antaman suosituksen mukaan vedenläpäisevyyden K tulisi olla 1 x 10-9 m/s. Pintarakenteiden kuivatuskerroksen tehtävänä on johtaa sadevesi (kasvukerroksen läpi suotautuva vesi) pois rakenteesta. Samalla alennetaan tiivistysrakenteeseen kohdistuvaa vesipainetta ja osaltaan vähennetään likaantuneiden suotovesien muodostumista. Kuivatuskerroksen tärkeimmät vaatimukset ovat hyvä vedenläpäisevyys ja eroosiokestävyys. Kuivatuskerrokselle on annettu minimipaksuus (0,5 m) toimivuuden varmistamiseksi ja suosituksena vedenläpäisevyysarvo K 10-3 m/s. Pintamaakerroksen tarkoituksena on suojata mineraalista tiivistyskerrosta roudalta, kuivumiselta ja kasvien juurilta, turvata kasvillisuuden vedensaanti sekä estää osaltaan sadevesien imeytymistä syvemmälle. Pintamaakerroksen materiaali valitaan edellä esitettyjen tavoitteiden pohjalta huomioiden lisäksi kestävyys pintaeroosiota vastaan. Valtioneuvoston päätöksessä edellytetään pintamaakerrokselta vähintään 1,0 metrin paksuutta. Kaikkien edellä esitettyjen pintarakennekerrosten lisäksi rakennekerroksiin voivat kuulua myös esipeittokerros (heti jätetäytön päälle sijoitettava) ja päällimmäiseksi tuleva humuspitoinen kasvukerros. 2.2 EU:N KAATOPAIKKADIREKTIIVI Voimassa oleva valtioneuvoston päätös kaatopaikoista on linjassa Euroopan unionin neuvoston kaatopaikkadirektiivin kanssa. Vähäisiä poikkeamia on pyritty huomioimaan uudessa valtioneuvoston päätöksessä (VNp 1049/99), joka tulee voimaan Merkittävin direktiivistä aiheutuva muutosehdotus koskee käytössä olevia kaatopaikkoja. Direktiivi edellyttää, että kaikkien käytössä olevien kaatopaikkojen on oltava siinä esitettyjen vaatimusten mukaisia, lukuun ottamatta sijaintia koskevia yleisvaatimuksia, kymmenen vuoden siirtymäajan kuluessa direktiivin voimaan saattamisesta. Direktiivi jakaa kaatopaikat kolmeen luokkaan niihin sijoitettavan jätteen perusteella. Luokat ovat samat kuin valtioneuvoston päätöksessä esitetyt eli vaarallisen jätteen (valtioneuvoston päätöksessä käytetään termiä ongelmajätteen), tavanomaisen jätteen ja pysyvän jätteen kaatopaikat. Nämä kolme pääluokkaa on direktiivin mukaan mahdollista vielä luokitella eri sijoitustyyppeihin (ns. alaluokkiin), joiden rakenteelle ja päästöille on erilaiset vaatimukset. Direktiivissä on eri kaatopaikkaluokille asetettu erilaiset vaatimukset pohjaeristeistä. Direktiivissä ei aseteta vaatimuksia pintaeristykselle. Siinä annetaan kuitenkin suositukset pintakerroksille ja todetaan, että viranomainen voi ympäristövaarojen perusteella katsoa suotoveden muodostumisen 18

20 estämisen tarpeelliseksi ja siten määrätä pintavuorauksesta. Annetuissa suosituksissa annetaan samat rakennekerrokset kuin suomalaisissa määräyksissäkin. Tosin tiivistyskerrokselle ei anneta edes suositeltavaa vähimmäispaksuutta. Pohjaeristeitä koskevat määräykset ovat direktiivissä samat kuin valtioneuvoston päätöksessä. Viranomainen voi siten ympäristövaarojen arvioinnin perusteella tarvittaessa päättää, että suotoveden keruu ja käsittely ei ole tarpeellista. Tällöin myöskin kaatopaikan pohjalle ja pohjaeristeille asetettuja vaatimuksia voidaan lieventää. Pysyvälle jätteelle tarkoitettujen kaatopaikkojen osalta vaatimuksia voidaan mukauttaa kansallisen lainsäädännön mukaisesti. Direktiivi poikkeaa yhdessä yksityiskohdassa suomalaisista vaatimuksista: maaperän tiiviyden alittaessa esitetyt vaatimukset pitää valtioneuvoston päätöksen mukaan rakentaa tiivistyskerros, jonka paksuus on vähintään 0,5 m tavanomaisen ja pysyvän jätteen kaatopaikoilla ja 1,0 m ongelmajätteen kaatopaikoilla. Direktiivissä edellytetään kaikilla kaatopaikkatyypeillä samaa, minimissään 0,5 metrin kerrosvahvuutta. EU:n kaatopaikkadirektiivin liitteessä on esitetty kelpoisuustutkimuksen kolmijakovaiheet, jotka on myös otettu mukaan Suomen valtioneuvoston päätökseen kaatopaikoista (ks ). Tällä hetkellä ainoastaan tason tarkastus sijoituspaikalla testaus on pakollista ja karakterisointi- ja laadunvalvontatasojen testauksia sovelletaan niin laajasti kuin on mahdollista. Myös direktiivin säännösten mukaan tietyt jätetyypit voidaan väliaikaisesti tai pysyvästi jättää tason karakterisointi testauksen ulkopuolelle. Suomessa ei yleensä tutkita ns. selviä jätejakeita (esim. sekalaisia rakennusjätteitä, yhdyskuntajätteitä, toimistojätteitä), vaan ne hyväksytään useimmiten kaatopaikoille alkuperänsä perusteella. Tulevaisuudessa EU:ssa laaditaan mahdollisesti jäteluokat, jolloin laajaa jätteen testausta ei tarvita. Komission perustamassa teknisessä sopeuttamiskomiteassa (TAC-Technical Adaption Committee for the landfill directive) sovitaan vuoden 2002 loppuun mennessä yhteisistä kaatopaikkakelpoisuuskriteereistä. Kriteerit sitovat myös Suomea, mutta Suomessa voidaan tietysti käyttää tiukempiakin kriteerejä. Tällä hetkellä näyttää mahdolliselta, että ohjeet kaatopaikkakelpoisuusarvioinnin periaatteista viivästyvät mm. standardoinnin ongelmien ja myös eri maiden erilaisten lähtötilanteiden takia. Jätteiden ominaisuuksien kuvaamiseksi on tärkeää löytää soveltuvia testimenetelmiä. Sen jälkeen on mahdollista sopia yhteisistä kaatopaikkakelpoisuuskriteereistä. Monet EU-maat (esim. Saksa) näkevät tärkeimpänä vaiheena jätteen jatkuvan laadunvalvonnan ja sen takia myös standardoinnin pääpaino on ollut laadunvalvontamenetelmien kehittämisessä. Jätteiden karakterisoinnissa on vaikeata sopia hyvin yksityiskohtaisesta kelpoisuusmenettelystä jätteiden erilaisuuden vuoksi (määrät, alkuperä, koostumus ja myös sijoituspaikka). Kaatopaikan toiminta- ja jälkihoitovaiheen valvonnasta ja tarkkailusta on direktiivissä annettu määräyksiä lähinnä suoto- ja pintavesistä ja kaasujen valvonnasta, pohjaveden 19

21 tarkkailusta ja itse kaatopaikan topografian seurannasta (jätteen määrä, painumat jne.). Valvonnan ja tarkkailun tavoitteena on varmentaa, että kaatopaikan sisäiset prosessit etenevät tarkoitetulla tavalla ympäristönsuojelujärjestelmät toimivat aiotulla tavalla kaatopaikan lupaehdot täytetään. Vastaavia määräyksiä valvonnasta ja tarkkailusta on sisällytetty valtioneuvoston päätökseen kaatopaikoista. 2.3 CEN-STANDARDOINTI CEN:in alaisuuteen perustettiin keväällä 1992 jätteiden testaukseen ja analysointiin keskittyvä teknillinen komitea TC 292 Characterization of waste (Anon. 1994). Komitean tehtäväalueena ovat jätteiden ominaisuuksien ja käyttäytymisen, erityisesti liukoisuusominaisuuksien, määrittämiseen liittyvät menetelmät sekä niihin liittyvä terminologia. Standardointityö liittyy läheisesti EU-kaatopaikkadirektiiviin. Standardointityössä määritellään jätteiden laadun tutkimuksessa käytettävät menetelmät, jotka siten tulevat myös Suomessa pakollisiksi analyysi- ja testausmenetelmiksi. Tällä hetkellä komitean pääpaino on ollut laadunvalvontatestin kehityksessä. Työ etenee hyvin hitaasti, koska useissa maissa käytännöt ovat erilaisia ja myös näkemyserot testien periaatteista ovat välillä suuria. Työssä on kuitenkin pyritty yhteisiin ratkaisuihin, jotka kaikki jäsenmaat voivat hyväksyä. Siten on jouduttu keskustelemaan perin pohjin eri menetelmien soveltuvuusalueista. Standardoinnissa on hyvin tärkeänä alueena myös näytteenotto. Näytteenottoon liittyvät näytteenottotekniikka ja -strategia (osanäytteiden lukumäärä, näytteenottotiheys) sekä esikäsittely. Työryhmissä on keskusteltu erityisesti näytteenoton tärkeydestä ja testauslaboratorioon tulevan näytteen edustavuudesta. Virhe näytteenotossa saattaa olla hyvin merkittävä ja loppusijoituksen kannalta ratkaiseva. Ongelmana ovat jätenäytteiden erilaiset muodostumistavat ja varastointitavat, olomuodot sekä myös määrävaihtelut. Siksi hyvin yksityiskohtaisia näytteenotto-ohjeita on vaikeata laatia. Teknillinen komitea selvitti vuonna 1997 standardointitarpeet jäsenmaille suunnatulla kyselyllä. Uusien tehtävien priorisoinnissa huomioidaan myös Euroopan yleinen tilanne (lainsäädäntö, teollisuus, sijoitusvaihtoehdot jne.), mahdollinen laatuseuranta sekä CENtestien standardointia varten valmis taustamateriaali. Vuonna 1999 perustettiin uusi työryhmä, jonka tehtävänä on standardoida jätteiden uuttomenetelmä ekotoksikologista testausta varten. Komiteassa selvitetään parhaillaan myös seuraavien työkenttien standardointitarvetta: yhdyskuntajätteet (näytteenotto, karakterisointi) ja biodegradaatio 20

22 (jätteen hajoavuustestaus). Tällä hetkellä vaikuttaa siltä, että jätteen biohajoavuustestauksen standardointiin ei ole vielä olemassa riittävästi taustatietoja, vaikka biohajoavuutta pidetään hyvin tärkeänä ja jätteen biohajoavuuteen annetaan myöhemmin rajoituksia. Fysikaalisten menetelmien standardoinnin tarpeellisuudesta on keskusteltu useita kertoja. Erityisesti kiinteytetyiksi tai granuloiduiksi luokiteltavien materiaalien raja on epäselvä. Luokittelu määräytyy usein fysikaalisten ominaisuuksien kuten puristuslujuuden, vedenläpäisevyyden ja pakkasenkestävyyden perusteella. Liukoisuustestityöryhmässä (laadunvalvonta) standardoidaan myöhemmin menetelmät, joilla voidaan arvioida materiaalin luokittelu kiinteytetyksi. Komitean tausta ja organisointi on esitetty liitteessä A. 21

23 3. TUTKIMUSVAIHEET JA -MENETELMÄT Jätteiden kaatopaikkakelpoisuuden arviointi ja arvion tukena olevat menettelytavat on suunniteltava aina tapauskohtaisesti tutkittavan materiaalin muodostumisprosessin ja ominaisuuksien mukaan. Periaatteena on, että esitetään oikeita kysymyksiä jätteen sijoituspaikan kannalta tärkeiden ominaisuuksien selvittämiseksi. Yleisimpiä tarvittavia taustatietoja ovat jätteen syntytapa, muodostuva ja kaatopaikalle sijoitettava jätemäärä, sekä erilaiset arviot jätteen mahdollisesti sisältämistä haitta-aineista. Taustatietojen lisäksi on ennen tutkimuksia ehdottoman tärkeää tietää jätteen suunniteltu sijoitusluokka. Mikäli taustatiedot osoittavat, että jätteen kaatopaikkakelpoisuusarvioinnin tueksi tarvitaan testausmenettelyä, tutkitaan eri parametrien (esim. lämpötila, aika, nesteen ja kiinteän aineen suhde, raekoko, ph, redox) vaikutusta jätteiden liukoisuusominaisuuksiin ja arvioidaan, miten tulokset ovat sovellettavissa käytännössä. Tutkimusten suunnittelussa on aina tiedostettava, mitkä jätteen ominaisuuksista ovat kaatopaikkasijoituksen kannalta oleellisia. Ilman jätteen perusteellista karakterisointia ei voi pelkän testituloksen perusteella aina yksiselitteisesti arvioida jätteen kaatopaikkakelpoisuutta. Testaus on asiantuntijan väline materiaalin ympäristöominaisuuksien arvioimiseksi. Käytännössä riittää, että jätteen tuottaja on riittävän hyvin selvillä tuotannossaan tai tuotteestaan syntyvästä jätteestä sekä sen terveys- ja ympäristövaikutuksista. Valtioneuvoston päätöksen kaatopaikoista (VNp 861/97/muutos 1049/99) mukaisessa kaatopaikkakelpoisuuden arvioinnissa järkevin menettelytapa on antaa tehtävä asiantuntijalle, joka voi antaa lausunnon jätteen kaatopaikkakelpoisuudesta eri kaatopaikkaluokille. Seuraavassa on esitetty yleiset tutkimusvaiheet ja -menettelytavat tällaisessa tapauksessa. 3.1 TARVITTAVAT TAUSTATIEDOT Kaatopaikkakelpoisuustarkastelun lähtökohtana ovat aina riittävät taustatiedot. Taustatietojen avulla tarkastelu osataan kohdistaa jätteen kaatopaikkasijoituksen kannalta oleellisiin asioihin. Vaikka tapauskohtaisuutta pitääkin korostaa, on taustatietotarpeesta mahdollista erottaa tärkeimmät, aina tarvittavat tiedot. 22

24 3.1.1 Jätteen muodostuminen Jätteen yleisten ominaisuuksien hahmottamiselle ja järkevälle näytteenotolle on tarpeellista, että tunnetaan ainakin yleisellä tasolla prosessi tai toiminto, jossa jäte muodostuu. Tällöin jätteen kaatopaikkakelpoisuusarvioon on mahdollista liittää kuvaus jätteen synnystä, jolloin arvio on myöhemmin helpommin jäljitettävissä juuri tutkitunkaltaiseen jätteeseen. Yksi tärkeimmistä jätteen muodostumista koskevista kysymyksistä on prosessista poistettavan ja kaatopaikalle sijoitettavan jätteen määrä. Jätemäärä voidaan ilmoittaa joko ominaistuotantona tuotetta kohti (esim. kg/t) tai tietyssä ajanjaksossa tuotettuna massamääränä (esim. t/kk). Arviointimenettelyä varten jätemäärää tarkastellaan yleensä vuositasolla (t/a), jolloin riittää, kun jätemäärä tunnetaan tuhansien kilojen tarkkuudella. Jätemäärä vaikuttaa arviointimenettelyn suunnitteluun ja auttaa testaustarpeen määrittämisessä. Suuret jätevirrat vaativat yleensä perusteellista karakterisointia, mutta hyvin pieniä tai satunnaisia jätevirtoja ei yleensä ole aiheellista tutkia liukoisuustestein Jätteen sisältämät haitta-aineet Loppusijoitettavan jätteen mahdollisesti sisältämiä haitta-aineita pyritään mahdollisuuksien mukaan arvioimaan jo taustatietojen keruuvaiheessa. Haitta-aineet tunnistetaan jätteen muodostumisprosessin ja prosessissa käytettävien materiaalien (esim. raaka-aineet, käytetyt kemikaalit, lisä- ja apuaineet) perusteella. Hyvänä apuna ovat erilaiset kemikaalien käyttöturvallisuustiedotteet ja tuoteselostukset. Jätteessä mahdollisesti esiintyvien haitta-aineiden tai niiden haitallisten reaktiotuotteiden pitoisuudet arvioidaan aikaisempien tutkimusten perusteella tai määritetään kemiallisilla analyyseillä. Tavanomaisen jätteen kaatopaikalle sijoitettavan jätteen kaatopaikkakelpoisuuden arvioinnin kannalta riittävä analyysimenetelmän määritystarkkuus esimerkiksi metalleille on 100 mg/kg (poikkeuksena elohopea ja kadmium) Jätteen laatuvaihtelut Samastakin prosessista muodostuvan jätteen laatu vaihtelee tietyissä rajoissa. Tämän laatuvaihtelun selvittäminen on oleellista, jotta tutkittava näyte jolle kaatopaikkakelpoisuusarvio ennen kaikkea tehdään, edustaa varsinaista jätevirtaa kaikissa tarvittavissa suhteissa. 23

25 3.1.4 Jätteen haitallisuus Taustatietojen keruuvaiheessa on tarpeellista arvioida karkeasti haitta-aineiden ominaisuuksia. Tämä tarkoittaa sitä, että mahdolliset riskit tunnistetaan ja tarvittaessa tutkitaan soveltuvilla testeillä. Jätteen haitallisuuden arviointi auttaa arviointimenettelyn suunnittelua. 3.2 NÄYTTEENOTTO CEN:n jätealan standardoinnissa valmistellaan vielä näytteenottostandardeja. Nordtest on julkaissut menetelmäohjeen ENVIR004, jossa annetaan suositukset energiantuotannossa muodostuvien jätteiden näytteenotolle Yleistä Kelpoisuustutkimuksen tarkoituksena on mitata jätteen kaatopaikkasijoituksen kannalta tärkeät ominaisuudet siten, että saatu tulos kuvaa luotettavasti koko materiaalierää. Taloudellisten ja teknisten syiden vuoksi analysoidaan käytännössä yleensä vain yksi tai useampi näyte eli pieni osa kokonaismäärästä. Tällöin voidaan tutkimustapahtuma jakaa kolmeen eri vaiheeseen: näytteenottoon ja -käsittelyyn sekä varsinaiseen analysointiin. Vaikka näytteenotto on analyysitapahtuman ensimmäinen vaihe, se jää usein vähimmälle huomiolle. Näytteenotto on kuitenkin yleensä tärkein, vaikein ja kriittisin vaihe koko analyysituloksen kannalta, sillä materiaalin heterogeenisuuden vuoksi näytteenottovirheen on arvioitu muodostavan jopa % kokonaisvirheestä. Näytteenotossa tuleekin aina ottaa huomioon seuraavat perusperiaatteet: jokaisella partikkelilla tulee olla mahdollisuus valikoitua näytteeseen, minkä vuoksi näytteenottimen aukon tulee olla suurempi kuin tutkittavan materiaalin suurin partikkeli näytteenotto suoritetaan satunnaisesti ennalta sovitun näytteenottosuunnitelman mukaisesti. Lisäksi näytteenotto tulee toteuttaa ainoastaan silloin, kun näytteenoton kohteena olevassa prosessissa ei esiinny tuotantohäiriöitä. Näytteenottosuunnitelma laaditaan erikseen jokaista näytteenottotapahtumaa varten, sillä näytteenottomenetelmään vaikuttavat ratkaisevasti tutkittava materiaali sekä näytteenoton tavoitteet. Näytteenoton suunnittelun yhteydessä tulisi käsitellä ainakin seuraavia asioita: 24

26 1. Tavoitteen määrittely Karakterisointi (laatu- ja pitoisuusvaihtelut) suuri näytemäärä Laadunvalvonta (keskiarvo) kokoomanäyte Pikatarkistus yksittäisnäyte 2. Tutkittavat ominaisuudet 3. Prosessin kuvaus Prosessiolosuhteet ja -muutokset 4. Materiaalin kuvaus Materiaalimäärä Raekoko näytekoko Saatavuus ja käsiteltävyys 5. Näytteenotto Miten ja milloin näytteenotto suoritetaan? Missä ja kuinka näytteenotto tapahtuu? Kuinka monta erillisnäytettä otetaan? Kuinka suuria erillisnäytteitä otetaan? Miten näytteet merkitään ja säilytetään? Näytteenottotavat Näytteenotto voidaan tehdä joko satunnaisesti tai systemaattisesti. Satunnaisessa näytteenotossa yksittäiset osanäytteet otetaan toisistaan riippumatta ja satunnaisesti tutkittavasta materiaalista. Tällöin kaikilla populaation osanäytteillä on yhtä suuri todennäköisyys tulla valituksi kokoomanäytteeseen. Systemaattisen näytteenoton näyte taas koostuu yksittäisistä näytteistä, jotka on otettu kokonaismateriaalista säännöllisesti ajan, määrän tai tilavuuden suhteen. Systemaattisessakin näytteenotossa ensimmäinen näyte otetaan aina satunnaisesti. Näytteenottoväliä valittaessa tulee varoa, ettei näytteenottoväli ole sama kuin materiaalista määritettävien ominaisuuksien luonnollinen vaihteluväli. Muutamista virhelähteistään huolimatta systemaattinen näytteenotto on suositeltavampi kuin satunnainen näytteenotto hallintansa yksinkertaisuuden vuoksi. Näytteenotto suoritetaan tavallisesti mahdollisimman lähellä tutkittavan materiaalin tuotanto- tai sijaintipaikkaa. Näytteet voidaan ottaa pysäytetyltä hihnakuljettimelta vapaasti putoavasta materiaalista liikkuvalta hihnakuljettimelta paikallaan olevasta materiaalista (tynnyri, vaunu, varastokasa). 25

27 Näytteenotto pysäytetyltä hihnakuljettimelta on mainituista menetelmistä luotettavin, mutta usein hankalasti toteutettavissa. Näytteenottoa keosta tai kasasta tulisi voimakkaan lajittumisen vuoksi välttää. Käytännössä luotettavimmin edustava näyte saadaan liikkuvasta, vapaasti putoavasta materiaalivirrasta. Näytteenottimen syvyyden tulisi olla vähintään 10 kertaa ja sisähalkaisijan vähintään 2,5 kertaa materiaalin suurimman rakeen koko. Lisäksi näytteenkeräimen tulee olla materiaalin putoamisaukkoa leveämpi ja vastaavasti otettaessa näytettä suoraan hihnakuljettimelta putoavasta materiaalivirrasta hihnakuljetinta leveämpi. Näytteenkeräimen syvyys on silloin riittävä, kun materiaali pudotessaan keräimeen ei kimpoile pois ja keräin täyttyy näytteenoton aikana enintään puolilleen. Erillisnäytteen koko määräytyy yleensä suurimman partikkelikoon perusteella, sillä näytteen tulee olla riittävän suuri, jotta myös materiaalin suurimmat partikkelit mahtuvat näytteeseen. Myös useat muut tekijät, kuten raekokojakauma, maksiminäytekoko ja näytteenotto-olosuhteet vaikuttavat näytekokoon. Tärkein näytekokoa määräävä tekijä on kuitenkin näytteenottotapa, joten käytännössä näytekoko määritellään yleensä kohdekohtaisesti näytteenottoa suunniteltaessa. Näytteenottosuositus tyypillisten sivutuotteiden karakterisointia varten on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4. Suositukset eri materiaalien näytteenottopaikoiksi ja osanäytteiden kooksi. Sivutuote Raekoko (mm) Näytteenottopaikka Betonimurske 50 Murskauksen yhteydessä hihnakuljettimen päästä Erillisnäytteen koko (kg) Lento- ja turvetuhka 0,002 0,1 Kokoomasiilosta 1 Metallurgiset hiekka < 4 Kokoomasiilosta 2 Metallurgiset kuona < 10 Kokoomasiilosta 5 Pohjatuhka < 20 Hihnakuljettimen päästä 10 Rikinpoiston lopputuote (RPT) 0,001 0,25 Reaktorin jälkeisestä poistoputkesta 20 1,5 Näytteiden lukumäärän tai tarkkojen ohjearvojen määrittäminen ei ole yksiselitteistä, sillä tarvittavien osanäytteiden lukumäärään vaikuttavat useat eri tekijät, kuten näytteenoton tavoite, vaadittu tarkkuus sekä materiaalimäärä ja -ominaisuudet. Yleensä erillisnäytteiden lukumäärä määritellään kohdekohtaisesti näytteenottoa suunniteltaessa. Näytteet pakataan materiaalin ominaisuuksien perusteella valittuun sopivaan pussiin tai astiaan. Lisäksi ne merkitään siten, että kukin näyte voidaan yksikäsitteisesti tunnistaa. Tärkeitä tietoja ovat esimerkiksi näytteenottopaikka ja -aika sekä näytteenottaja. 26

28 3.2.3 Esimerkkejä Karakterisointinäytteet Erillisnäytteitä sivutuotteiden karakterisointia varten otetaan systemaattisella näytteenotolla 20 kappaletta. Ensimmäinen näyte otetaan satunnaisesti hetkellä, jolloin prosessissa ei esiinny tuotantohäiriöitä. Seuraavat 19 erillisnäytettä otetaan ensimmäisestä näytteestä vuorokauden välein viitenä päivänä viikossa neljän viikon ajan. Erillisnäytteet toimitetaan sellaisina testauslaboratorioon, jossa näytteet esikäsitellään tapauskohtaisen suunnitelman mukaisesti. Osanäytteiden lukumäärä voidaan kuitenkin vähentää (esimerkiksi kymmeneen), jos jäte voidaan arvioida riittävän homogeeniseksi jätteen raekokojakauman, käytettyjen raakaaineiden sekä lisäaineiden ja muodostustavan perusteella. Tällöin tarvitaan kuitenkin dokumentoituja taustatietoja (esim. aikaisemmat tutkimukset, prosessitiedot). Erikoistapauksissa saatetaan jätteen heterogeenisuuden takia joutua ottamaan erittäin suuriakin osanäytteitä (yli 100 kg). Käytännön syistä erillisnäytteiden lukumäärä rajataan yleensä muutamiin (esim. 3 5). Näissä tapauksissa erillisnäytteet tutkitaan sellaisina, eikä niitä yhdistetä kokoomanäytteeksi. Erillisnäytteet kuvaavat siten hetkellistä tilannetta, joka on huomioitava tulosten tulkinnassa. Laadunvalvontanäytteet Sivutuotteiden laadunvalvontanäytteiden tutkiminen tapahtuu yleensä kokoomanäytteistä, ja laadunvalvontanäytteenotto suunnitellaan materiaalikohtaisen karakterisoinnin yhteydessä saatujen tuloksien perusteella. Koska laadunvalvontanäytteiden lukumäärä ja näytteenottotiheys riippuvat syntyvistä materiaalimääristä, esitetään laadunvalvontanäytteenotto tapahtuvaksi tavallisesti tiettyä muodostuvaa materiaalimäärää kohti. Tällä hetkellä ainakin muutamien sivutuotteiden, kuten betonimurskeen ja valimohiekkojen laadunvarmistusnäytteenottosuunnitelma on sisällytetty materiaalien laadunvarmistusjärjestelmien yhteyteen (Wahlström ja Laine-Ylijoki 1996b, Orkas et al. 1999). Taulukossa 5 on esimerkkinä esitetty valimohiekoille laadittu laadunvarmistusnäytteiden ottosuunnitelma (Orkas et al. 1999), jota voidaan soveltaa myös jätteille, jotka on tarkoitus sijoittaa pysyvän jätteen kaatopaikalle. 27